含セレン縮合多環芳香族を基盤とした有機半導体トランジスタ材料の創製

基于含硒稠合多环芳烃的有机半导体晶体管材料的研制

• 批准号: 16750162
• 负责人: 瀧宮 和男
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750162/
• 关键词: 有機電界効果トランジスタ; 縮合多環芳香族; 有機セレン化合物; 有機半導体; キャリア移動度; 薄膜デバイス

昨年度の研究において新しい含セレン縮合多環芳香族化合物として、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b][1]ベンゾセレノフェン(BSBS)骨格を検討し、2,7-ジフェニル誘導体(DPh-BSBS)が優れたp型有機半導体として作用することを見出していた。本年度は、まず、DPh-BSBSを用いた有機FET素子の安定性を詳細に試験し、大気中での連続駆動による性能劣化や長期保存での経時変化について実験を行った。その結果、ソース電圧を-100Vに保ったまま、大気中3000回ゲートを掃引してon/offを繰り返したり、1年以上実験室環境に放置しておいても、著しい劣化は認められず、この素子が極めて安定で、DPh-BSBSが実用化に適した有機半導体材料であることが明らかとなった。一方で、この材料を詳細に調査するため、さらには種々の誘導体へ応用するためには、簡便で一般的な合成法が必要となる。そこで、新たな合成法として、2,7ジブロモ誘導体の合成法を開発し、これを用いたアリール-アリールクロスカップリング反応により各種誘導体を導くルートの開発にも成功した。これに加え、実用的な素子への実装のためには材料の安定性の観点からセレン化合物よりも同じ骨格を持つ硫黄化合物のほうが現実的であるので、2,7-ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾチオフェン(DPh-BTBT)の合成を検討し、容易に合成できるルートを確立した。DPh-BTBTを用いた素子も、素子作製時の条件を最適化することでセレン体と同様の高い性能を示し、さらに、素子作製に用いるSi/SiO_2基板の表面処理により、セレン体を凌駕する性能を持つ素子の開発にも成功した。これにより、最高で電界効果移動度1.5cm^2/Vs、on/off比10^9に達するFET素子を得ることが出来た。

In the past year's research, new condensed polycyclic aromatic compounds containing benzene have been found to have excellent effects on p-type organic semiconductors by investigating the structure of benzene (BSBS) and 2,7-benzene (DPh-BSBS). This year, the stability of organic FET elements in the use of DPh-BSBS has been tested in detail, and the performance degradation due to continuous vibration in large quantities and the time-consuming degradation due to long-term storage have been carried out. As a result, DPh-BSBS has been used for organic semiconductor materials for more than 1 year in a room environment. A simple and general synthesis method is necessary for the detailed investigation of these materials. A new synthetic method for inducing various kinds of compounds has been developed successfully. The stability of the material is the key point of the synthesis of 2,7-bis (2, 7-bis (3, 2-b)[1] bis (2, 7-bis (3, 2-bis (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11 DPh-BTBT was successfully developed by optimizing the conditions for the production of silicon and silicon in the surface treatment of Si/SiO_2 substrates for the production of silicon and silicon. The highest field effect mobility is 1.5 cm^2/Vs, and the on/off ratio is 10^9.

项目成果

2,7-Diphenyl[1]benzoselenopheno[3,2-b][1]benzoselenophene as Stable Organic Semiconductor for High-Performance Field-Effect Transistor,

2,7-二苯基[1]苯并硒酚[3,2-b][1]苯并硒酚作为高性能场效应晶体管的稳定有机半导体，

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Am. Chem. Soc. 128
• 作者: H. Ebata;et. al.;青木勝敏;K. Takimiya al.
• 通讯作者: K. Takimiya al.

Facile synthesis, structure, and properties of benzo[1,2-b:4,5-b']dichalcogenophenes.

• DOI: 10.1021/jo051812m
• 发表时间: 2005-11
• 期刊: The Journal of organic chemistry
• 作者: K. Takimiya;Yasushi Konda;H. Ebata;Naoto Niihara;T. Otsubo

Syntheses of 2-(Pentafluorophenyl)thiophene Derivatives via the Palladium-Catalyzed Suzuki Reaction

• DOI: 10.1055/s-2005-865335
• 发表时间: 2005-07
• 期刊: Synthesis
• 作者: K. Takimiya;Naoto Niihara;T. Otsubo

Organic Filed-Effect Transistors based on 2, 6-Diphenylbenzo [1, 2-b: 5, 4-b'] -dithiophene and-diselenophene (iso-DPh-BDXs)

基于 2, 6-二苯基苯并 [1, 2-b: 5, 4-b] -二噻吩和二硒吩 (iso-DPh-BDX) 的有机场效应晶体管

• 发表时间: 2006
• 期刊: Mol. Cryst. Liq. Cryst 455
• 作者: T. Otsubo;et. al.;K. Takimiyaet. al.
• 通讯作者: K. Takimiyaet. al.

Single-Crystal Field-Effect Transistors Based on Organic Selenium-Containing Semiconductor

• DOI: 10.1143/jjap.44.3712
• 发表时间: 2004-11
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: R. Zeis;C. Kloc;K. Takimiya;Y. Kunugi;Yasushi Konda;Naoto Niihara;T. Otsubo